JP2915197B2 - 鉄道車両用駆動装置 - Google Patents
鉄道車両用駆動装置Info
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- JP2915197B2 JP2915197B2 JP3359002A JP35900291A JP2915197B2 JP 2915197 B2 JP2915197 B2 JP 2915197B2 JP 3359002 A JP3359002 A JP 3359002A JP 35900291 A JP35900291 A JP 35900291A JP 2915197 B2 JP2915197 B2 JP 2915197B2
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- wheel
- railway vehicle
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に独立車輪支持方式
の鉄道車両の駆動装置に関するものである。
の鉄道車両の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に鉄道車両は、電動機等の動力源で
発生した動力を、左右車輪一体の車軸に伝達し、車輪と
レールとの間の摩擦力によって駆動される。実用中の駆
動装置は、駆動用電動機の回転数を車輪の回転数よりも
高く設定し、減速歯車と伝達軸等よりなる動力伝達装置
で車輪軸に回転を伝える図４に示す構造方式が多い。
発生した動力を、左右車輪一体の車軸に伝達し、車輪と
レールとの間の摩擦力によって駆動される。実用中の駆
動装置は、駆動用電動機の回転数を車輪の回転数よりも
高く設定し、減速歯車と伝達軸等よりなる動力伝達装置
で車輪軸に回転を伝える図４に示す構造方式が多い。
【０００３】図４において、１は車輪、２は車軸、３は
駆動用電動機、４は歯車装置、５は軸受、６は台車枠、
７は撓み継手式動力伝達軸、１５は動力伝達装置であ
る。図４に示す従来の鉄道車両駆動方式は動力伝達装置
を有することに伴って、次のような難点がある。 （１）鉄道車両に要求される大きな動力を伝達する必要
があるため、動力伝達装置の重量及び体積が大きい。 （２）動力伝達装置に伴う損失が生じ、冷却が必要にな
る。 （３）動力伝達に伴う騒音が発生する。 （４）歯車等の摩耗部分が有り、保守が必要になる。
駆動用電動機、４は歯車装置、５は軸受、６は台車枠、
７は撓み継手式動力伝達軸、１５は動力伝達装置であ
る。図４に示す従来の鉄道車両駆動方式は動力伝達装置
を有することに伴って、次のような難点がある。 （１）鉄道車両に要求される大きな動力を伝達する必要
があるため、動力伝達装置の重量及び体積が大きい。 （２）動力伝達装置に伴う損失が生じ、冷却が必要にな
る。 （３）動力伝達に伴う騒音が発生する。 （４）歯車等の摩耗部分が有り、保守が必要になる。
【０００４】車輪軸によって左右の車輪が連結して一体
となって回転する構造、すなわち一体車輪構造は車輪踏
面に勾配を付けることによって走行中に軌道中心への案
内力が発生するため、鉄道発祥時から広く使われてい
る。しかし一体車輪構造には高速走行時の蛇行動発生と
曲線走行時のきしみ音発生という問題がある。一体車輪
構造のこれらの問題を解決するため左右の車輪が独立に
回転する構造、すなわち独立車輪構造が考案され、動力
を持たない付随車用として海外（スペイン等）において
実用化されている。
となって回転する構造、すなわち一体車輪構造は車輪踏
面に勾配を付けることによって走行中に軌道中心への案
内力が発生するため、鉄道発祥時から広く使われてい
る。しかし一体車輪構造には高速走行時の蛇行動発生と
曲線走行時のきしみ音発生という問題がある。一体車輪
構造のこれらの問題を解決するため左右の車輪が独立に
回転する構造、すなわち独立車輪構造が考案され、動力
を持たない付随車用として海外（スペイン等）において
実用化されている。
【０００５】この独立車輪構造を動力車に適用する場合
には、車輪に対する動力の伝達が一体車輪構造よりも機
械的に困難である。すなわち、一台の動力源から動力を
伝達する場合、曲線走行中に左右車輪の回転数が異なる
ことを補正する図５に示す差動歯車装置が必要になる。
図５において、１は車輪、２は車軸、３は駆動用電動
機、１６は差動歯車、１７は駆動歯車である。
には、車輪に対する動力の伝達が一体車輪構造よりも機
械的に困難である。すなわち、一台の動力源から動力を
伝達する場合、曲線走行中に左右車輪の回転数が異なる
ことを補正する図５に示す差動歯車装置が必要になる。
図５において、１は車輪、２は車軸、３は駆動用電動
機、１６は差動歯車、１７は駆動歯車である。
【０００６】しかし、上記したように、差動歯車装置は
複雑な構造となりやすく、重量と信頼性の点で不利にな
る。
複雑な構造となりやすく、重量と信頼性の点で不利にな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】独立車輪構造での差動
歯車装置の使用を避けるために、左右の車輪各々に独立
の動力源と動力伝達装置を設ける方式も考えられるが、
従来の左右車輪一体方式に比べて、電動機と動力伝達装
置の数が２倍必要となるため、その取り付けスペースを
多く要し、出力の小さなものに制限される。
歯車装置の使用を避けるために、左右の車輪各々に独立
の動力源と動力伝達装置を設ける方式も考えられるが、
従来の左右車輪一体方式に比べて、電動機と動力伝達装
置の数が２倍必要となるため、その取り付けスペースを
多く要し、出力の小さなものに制限される。
【０００８】以上のように、独立車輪式鉄道車両におい
ては、車体下面と、支持用車輪によって制約を受ける限
られたスペースの中に駆動用電動機と差動歯車装置、ま
たは左右に独立に用意された駆動用電動機と歯車装置を
設ける必要が有り、従来の左右車輪一体方式に比べて、
出力に制約を受ける問題があった。また、動力伝達装置
はその体積及び重量が問題となるだけでなく、伝達損失
及び騒音の発生、保守に手間を要するなどの問題があっ
た。
ては、車体下面と、支持用車輪によって制約を受ける限
られたスペースの中に駆動用電動機と差動歯車装置、ま
たは左右に独立に用意された駆動用電動機と歯車装置を
設ける必要が有り、従来の左右車輪一体方式に比べて、
出力に制約を受ける問題があった。また、動力伝達装置
はその体積及び重量が問題となるだけでなく、伝達損失
及び騒音の発生、保守に手間を要するなどの問題があっ
た。
【０００９】本発明は、前記事情に鑑みてなされ、その
目的とするところは、車輪と駆動用電動機を一体化構造
とすることにより、動力伝達装置を省略し、動力伝達装
置を有することに伴う問題点をなくすとともに、駆動装
置に要するスペースを節約し、車体低床化を可能とする
鉄道車両用駆動装置を提供することにある。
目的とするところは、車輪と駆動用電動機を一体化構造
とすることにより、動力伝達装置を省略し、動力伝達装
置を有することに伴う問題点をなくすとともに、駆動装
置に要するスペースを節約し、車体低床化を可能とする
鉄道車両用駆動装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の鉄道車両用駆動
装置は、前記目的を達成するために、図１に示すよう
に、回転しない車軸（２）と、この車軸（２）に軸受
（５）を介して取り付けられた左右が独立に回転可能な
車輪（１）とからなる独立車輪式鉄道車両において、前
記車軸（２）の両側に別個に設けられる固定子（１０）
と、この固定子（１０）にそれぞれ別個に対応して配置
されるとともに、各固定子を覆うように両側に延びてそ
の両端において前記車軸（２）との間に軸受（５）を有
する回転子（９）とを備え、この回転子（９）の外側の
中央部分に直に結合される車輪（１）を設けるようにし
たものである。
装置は、前記目的を達成するために、図１に示すよう
に、回転しない車軸（２）と、この車軸（２）に軸受
（５）を介して取り付けられた左右が独立に回転可能な
車輪（１）とからなる独立車輪式鉄道車両において、前
記車軸（２）の両側に別個に設けられる固定子（１０）
と、この固定子（１０）にそれぞれ別個に対応して配置
されるとともに、各固定子を覆うように両側に延びてそ
の両端において前記車軸（２）との間に軸受（５）を有
する回転子（９）とを備え、この回転子（９）の外側の
中央部分に直に結合される車輪（１）を設けるようにし
たものである。
【００１１】これにより、車輪（１）と駆動用電動機と
は一体の構造となり、動力伝達装置が不要となる。
は一体の構造となり、動力伝達装置が不要となる。
【００１２】
【実施例】本発明の鉄道車両用駆動装置の一実施例を図
１により説明する。図１は台車部分の構造を示し、車軸
中心線で切った断面図である。車軸２は軸バネ８を介し
て台車枠６に固定されており、回転はしない。車軸２に
は鉄心及びコイルで構成される駆動用電動機の固定子１
０が直接取り付けられている。
１により説明する。図１は台車部分の構造を示し、車軸
中心線で切った断面図である。車軸２は軸バネ８を介し
て台車枠６に固定されており、回転はしない。車軸２に
は鉄心及びコイルで構成される駆動用電動機の固定子１
０が直接取り付けられている。
【００１３】円筒状の回転子９は、固定子１０と対向し
た位置にあり、適当なギャップ１１を設けて両者がぶつ
からないようになっている。この回転子９は軸受５を介
して車軸２に取り付けられ、左右の回転子９がそれぞれ
独立に車軸２に対して自由に回転できる。車輪１は回転
子９の外側に溶接、焼きばめ、ネジ止め等により直接、
または吸振材を介して結合されている。この車輪１にか
かる車両の荷重は、回転子９に伝わり、両側の軸受５を
介して車軸２に伝わる。したがって、車軸２の荷重は両
側の軸受５で分散して受けることができる。なお、図１
において、３は駆動用電動機である。
た位置にあり、適当なギャップ１１を設けて両者がぶつ
からないようになっている。この回転子９は軸受５を介
して車軸２に取り付けられ、左右の回転子９がそれぞれ
独立に車軸２に対して自由に回転できる。車輪１は回転
子９の外側に溶接、焼きばめ、ネジ止め等により直接、
または吸振材を介して結合されている。この車輪１にか
かる車両の荷重は、回転子９に伝わり、両側の軸受５を
介して車軸２に伝わる。したがって、車軸２の荷重は両
側の軸受５で分散して受けることができる。なお、図１
において、３は駆動用電動機である。
【００１４】図２は永久磁石を用いた回転子の構成例を
示す電動機部分の断面図である。鉄等の強磁性体を用い
た円筒状の継鉄１２の内面に、扇形の永久磁石１３を偶
数個取り付け、Ｎ：Ｓ交互の極性を持つ界磁を構成す
る。図３は本発明の他の実施例として導電板を用いた誘
導型の回転子の構成例を示す電動機の断面図である。こ
の場合には円筒状の継鉄１２の内面に、アルミ・銅等の
導体よりなる円筒導体１４を取り付けて、誘導電動機の
回転子を構成する。
示す電動機部分の断面図である。鉄等の強磁性体を用い
た円筒状の継鉄１２の内面に、扇形の永久磁石１３を偶
数個取り付け、Ｎ：Ｓ交互の極性を持つ界磁を構成す
る。図３は本発明の他の実施例として導電板を用いた誘
導型の回転子の構成例を示す電動機の断面図である。こ
の場合には円筒状の継鉄１２の内面に、アルミ・銅等の
導体よりなる円筒導体１４を取り付けて、誘導電動機の
回転子を構成する。
【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００１６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
鉄道車両用駆動装置は、車輪一体型の駆動用電動機を構
成したので、動力伝達装置が不要となり、小型、軽量、
低損失、低騒音、省保守の駆動装置が実現でき、電動機
の出力増強及び車両の低床化も期待することができる。
また、車輪の荷重はロータの両側の軸受で分散して受け
ることができる。
鉄道車両用駆動装置は、車輪一体型の駆動用電動機を構
成したので、動力伝達装置が不要となり、小型、軽量、
低損失、低騒音、省保守の駆動装置が実現でき、電動機
の出力増強及び車両の低床化も期待することができる。
また、車輪の荷重はロータの両側の軸受で分散して受け
ることができる。
【図１】本発明の鉄道車両用駆動装置の一実施例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】永久磁石を用いた回転子の構成例の説明図であ
る。
る。
【図３】誘導型回転子の構成例の説明図である。
【図４】従来の鉄道車両駆動装置を示す平面図である。
【図５】差動歯車装置を示す説明図である。
１ 車輪 ２ 車軸 ３ 駆動用電動機 ５ 軸受 ６ 台車枠 ８ 軸バネ ９ 回転子 １０ 固定子 １１ ギャップ １２ 継鉄 １３ 永久磁石 １４ 円筒導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−153204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−69445（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60L 15/00 - 15/38 H02K 7/00 - 7/20
Claims (1)
- 【請求項１】 回転しない車軸と、該車軸に軸受を介し
て取り付けられた左右が独立に回転可能な車輪とからな
る独立車輪式鉄道車両において、前記車軸の両側に別個
に設けられる固定子と、該固定子にそれぞれ別個に対応
して配置されるとともに、各固定子を覆うように両側に
延びてその両端において前記車軸との間に軸受を有する
回転子とを備え、該回転子の外側の中央部分に直に結合
される車輪を具備することを特徴とする鉄道車両用駆動
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359002A JP2915197B2 (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 鉄道車両用駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359002A JP2915197B2 (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 鉄道車両用駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05184014A JPH05184014A (ja) | 1993-07-23 |
| JP2915197B2 true JP2915197B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=18462234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3359002A Expired - Fee Related JP2915197B2 (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 鉄道車両用駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2915197B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11938841B2 (en) | 2016-12-30 | 2024-03-26 | Ecolution Kwh, Llc | Supplemental energy generation and storage for trains |
| US11926245B2 (en) | 2016-12-30 | 2024-03-12 | Ecolution Kwh, Llc | Module active response system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55153204A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-29 | Hitachi Ltd | Motor speed control system for running truck |
| JPS6369445A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-03-29 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 車両駆動装置 |
-
1991
- 1991-12-28 JP JP3359002A patent/JP2915197B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05184014A (ja) | 1993-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980421 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990406 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |